Sala de Estudos FÍSICA Lucas 3 trimestre Ensino Médio 3º ano classe: Prof.LUCAS Nome: nº Sala de Estudos Força Magnética em Cargas e em Fios

Transcrição

1 Sala de Estudos FÍSICA Lucas trimestre Ensino Médio º ano classe: Prof.LUCAS Nome: nº Sala de Estudos Força Magnética em Cargas e em Fios 1. (Ueg 2018) A figura a seguir descreve uma região do espaço que contém um vetor campo elétrico E e um vetor campo magnético B. Mediante um ajuste, percebe-se que, quando os campos elétricos e magnéticos assumem 2 valores de 1,0 10 NC e 2,0 10 T, respectivamente, um íon positivo, de massa desprezível, atravessa os campos em linha reta. A velocidade desse íon, em m s, foi de 4 a) 5, b) 1,0 10 c) 2,0 10 d), e) 1, (Uem 2018) Uma partícula de massa m e carga positiva q é lançada em uma região (no vácuo) em que existe um campo magnético uniforme e constante B. A velocidade v da partícula, cujo módulo é muito menor que a velocidade da luz, forma com a direção de B um ângulo θ. Considere que a massa da partícula é suficientemente pequena de tal modo que podemos desconsiderar o efeito de forças gravitacionais. Sobre a atuação de uma força magnética e seus efeitos sobre o movimento da partícula na presença do campo, assinale o que for correto. 01) Para θ 0, a partícula se move em linha reta com aceleração nula. 02) Para θ π, o módulo da velocidade da partícula diminui com o tempo. 04) Para θ π 4, a trajetória da partícula é parabólica visto que a aceleração é constante. 08) Para θ π 2, a trajetória da partícula é circular com raio inversamente proporcional à razão q m. 16) Para θ π 2, a trajetória da partícula é circular (com raio r), e o trabalho realizado pela força magnética sobre a partícula, durante um período, tem módulo 2π rqvb, em que v e B são os módulos da velocidade e do campo magnético, respectivamente.. (Ebmsp 2018) A espectrometria de massas é uma poderosa ferramenta física que caracteriza as moléculas pela medida da relação massa/carga de seus íons. Ela foi usada, inicialmente, na determinação de massas atômicas e vem sendo empregada na busca de informações sobre a estrutura de compostos orgânicos, na análise de misturas orgânicas complexas, na análise elementar e na determinação da composição isotópica dos elementos. A espectrometria de massas acoplada, MS MS, é uma técnica analítica poderosa, usada para identificar compostos desconhecidos, quantificar compostos conhecidos e auxiliar na elucidação estrutural de moléculas. A MS MS apresenta uma vasta gama de aplicações, como

2 por exemplo: na ecologia, na toxicologia, na geologia, na biotecnologia, e na descoberta e desenvolvimento de fármacos. Considere a figura que representa, na forma de um esquema simplificado, um espectrômetro de massa, sendo F a fonte de íons, que são acelerados pela diferença de potencial V, entram na região onde existe o campo magnético B e descrevem uma trajetória semicircular. Sabendo que os íons são compostos de partículas idênticas, cada uma eletrizada com a carga 6 14 igual a 1,0 10 C e com massa, 1,0 10 kg, que penetram, perpendicularmente, na região do campo magnético uniforme com velocidade de módulo semicircular de raio 1,0 mm, - determine a intensidade do campo magnético m s e descrevem trajetória 4. (Imed 2018) Uma máquina de ressonância magnética necessita criar um campo magnético para gerar as imagens utilizadas para diagnósticos médicos. Isso nos mostra a relação entre medicina e tecnologia e o grande avanço que essa parceria proporciona. Uma forma de gerar campo magnético de intensidade constante de 2T é utilizando supercondutores resfriados a temperaturas inferiores a 200 C. Entretanto, esses supercondutores, são muito bem isolados por vácuo, não atrapalhando e causando desconforto aos pacientes em exame. Qual seria a intensidade da força magnética sobre um elétron que incidisse perpendicularmente nesse campo magnético a uma velocidade de 00m s? (Considere a carga elementar 19 1,610 C). a) 0 N. 7 b) 9,6 10 N. 17 c) 9,6 10 N. 19 d) 9,6 10 N. 19 e) 9,6 10 N. 5. (Ita 2018) Uma massa m de carga q gira em órbita circular de raio R e período T no plano equatorial de um ímã. Nesse plano, a uma distância r do ímã, a intensidade do campo magnético é B(r) μ r, em que μ é uma constante. Se fosse de 4R o raio dessa órbita, o período seria de a) T 2. b) 2T. c) 8T. d) 2T. e) 64T.

3 6. (Ufrgs 2018) Na figura abaixo, está representada a trajetória de uma partícula de carga negativa que atravessa três regiões onde existem campos magnéticos uniformes e perpendiculares à trajetória da partícula. Nas regiões I e III, as trajetórias são quartos de circunferências e, na região II, a trajetória é uma semicircunferência. A partir da trajetória representada, pode-se afirmar corretamente que os campos magnéticos nas regiões I, II e III, em relação à página, estão, respectivamente, a) entrando, saindo e entrando. b) entrando, saindo e saindo. c) saindo, saindo e entrando. d) entrando, entrando e entrando. e) saindo, entrando e saindo. 7. (Espcex (Aman) 2018) Uma carga elétrica puntiforme, no interior de um campo magnético uniforme e constante, dependendo de suas condições cinemáticas, pode ficar sujeita à ação de uma força magnética. Sobre essa força pode-se afirmar que a) tem a mesma direção do campo magnético, se a carga elétrica tiver velocidade perpendicular a ele. b) é nula se a carga elétrica estiver em repouso. c) tem máxima intensidade se o campo magnético e a velocidade da carga elétrica forem paralelos. d) é nula se o campo magnético e a velocidade da carga elétrica forem perpendiculares. e) tem a mesma direção da velocidade da carga elétrica. 8. (Ufrgs 2017) A figura (i) abaixo esquematiza um tubo de raios catódicos. Nele, um feixe de elétrons é emitido pelo canhão eletrônico, é colimado no sistema de foco e incide sobre uma tela transparente que se ilumina no ponto de chegada. Um observador posicionado em frente ao tubo vê a imagem representada em (ii). Um ímã é então aproximado da tela, com velocidade constante e vertical, conforme mostrado em (iii). Assinale a alternativa que descreve o comportamento do feixe após sofrer a influência do ímã. a) O feixe será desviado seguindo a seta 1. b) O feixe será desviado seguindo a seta 2. c) O feixe será desviado seguindo a seta. d) O feixe será desviado seguindo a seta 4. e) O feixe não será desviado. 9. (Fgv 2016) Uma partícula dotada de massa e eletrizada negativamente é lançada, com velocidade inicial V, 0 para o interior de uma região A onde impera um campo elétrico uniforme. A partícula segue a trajetória retilínea paralela ao plano da folha, mostrada na figura. Logo após atravessar a região A, a partícula ingressa na região B, com velocidade v v o, onde há um campo magnético uniforme, orientado perpendicularmente ao plano da folha, apontando para fora dela.

4 É correto afirmar que a orientação do campo elétrico em A é paralela ao plano da folha no a) mesmo sentido de v 0; em B, a partícula segue a trajetória circular I de raio R. b) sentido oposto ao de v 0; em B, a partícula segue a trajetória circular I de raio R. c) sentido oposto ao de v 0; em B, a partícula segue a trajetória circular IV de raio R. d) sentido oposto ao de v 0; em B, a partícula segue a trajetória parabólica II. e) mesmo sentido de v 0; em B, a partícula segue a trajetória parabólica III. 10. (Ufrgs 2015) Partículas α, β e γ são emitidas por uma fonte radioativa e penetram em uma região do espaço onde existe um campo magnético uniforme. As trajetórias são coplanares com o plano desta página e estão representadas na figura se segue. Assinale a alternativa que preenche corretamente a lacuna do enunciado abaixo. A julgar pelas trajetórias representadas na figura acima, o campo magnético plano da figura. a) aponta no sentido positivo do eixo X, no b) aponta no sentido negativo do eixo X, no c) aponta no sentido positivo do eixo Y, no d) entra perpendicularmente no e) sai perpendicularmente do 11. (Fac. Albert Einstein - Medicin 2018) Dois fios condutores retos, muito compridos, paralelos e muito próximos entre si, são percorridos por correntes elétricas constantes, de sentidos opostos e de intensidades 2A e 6 A, conforme esquematizado na figura. A razão entre os módulos das forças magnéticas de um fio sobre o outro e o tipo de interação entre essas forças é igual a: a) 1, repulsiva b), atrativa c) 12, atrativa d) a resultante das forças será nula, portanto, não haverá interação entre elas. 12. (Unioeste 2017) Três fios longos, retilíneos e paralelos indicados pelas letras A, B e C são percorridos pelas correntes elétricas constantes, I A, I B e I C, conforme mostra a figura abaixo. Assinale a alternativa CORRETA que indica a razão entre I A e I B para que a resultante da força magnética no fio C, exercida pelos fios A e B, seja nula.

5 a) IA IB 12 I I 2 b) A B I I 14 c) A B d) IA IB 4 e) Não existe razão possível, já que ambas as forças apontam na mesma direção. 1. (Unesp 2017) Um motor elétrico é construído com uma espira retangular feita com um fio de cobre esmaltado semirraspado em uma extremidade e totalmente raspado na outra, apoiada em dois mancais soldados aos polos A e B de uma pilha. Presa a essa espira, uma hélice leve pode girar livremente no sentido horário ou anti-horário. Um ímã é fixo à pilha com um de seus polos magnéticos (X) voltado para cima, criando o campo magnético responsável pela força magnética que atua sobre a espira, conforme ilustrado na figura. Se A for um polo, B um polo e X um polo, dado um impulso inicial na espira, ela mantém-se girando no sentido. Assinale a alternativa que completa, correta e respectivamente, as lacunas do texto. a) negativo positivo sul horário b) negativo positivo norte anti-horário c) positivo negativo sul anti-horário d) positivo negativo norte horário e) negativo positivo norte horário 14. (Fac. Albert Einstein - Medicin 2017) Determine o valor da força magnética, em newtons, entre dois fios metálicos cilíndricos, de mesma resistividade elétrica, retilíneos, paralelos, de comprimentos iguais a 100 cm, distanciados em 10 cm e com raios de 1mm e 2 mm, quando cada um deles for ligado a uma fonte de corrente contínua de diferença de potencial igual a 2,0 V. Adote: ρ 24n Ω m(resistividade elétrica do metal dos fios) a) 0,2 b) 0, c) 0,4 d) 0,5

6 15. (Ufrgs 2016) No esquema da figura abaixo, o fio F, horizontalmente suspenso e fixo nos pontos de suporte P, passa entre os polos de um ímã, em que o campo magnético é suposto horizontal e uniforme. O ímã, por sua vez, repousa sobre uma balança B, que registra seu peso. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.em dado instante, a chave C é fechada, e uma corrente elétrica circula pelo fio. O fio sofre uma força vertical,, e o registro na balança. a) para baixo não se altera. b) para baixo aumenta. c) para baixo diminui. d) para cima aumenta. e) para cima diminui. 16. (Pucrs 2015) A figura a seguir mostra a posição inicial de uma espira retangular acoplada a um eixo de rotação, sob a ação de um campo magnético originado por ímãs permanentes, e percorrida por uma corrente elétrica. A circulação dessa corrente determina o aparecimento de um par de forças na espira, que tende a movimentá-la. Em relação aos fenômenos físicos observados pela interação dos campos magnéticos originados pelos ímãs e pela corrente elétrica, é correto afirmar que a) o vetor indução magnética sobre a espira está orientado do polo S para o polo N. b) o vetor indução magnética muda o sentido da orientação enquanto a espira se move. c) a espira, percorrida pela corrente i, tende a mover-se no sentido horário quando vista de frente. d) a força magnética que atua no lado da espira próximo ao polo N tem orientação vertical para baixo. e) a força magnética que atua no lado da espira próximo ao polo S tem orientação vertical para cima. 17. (Mackenzie 2014) Dois fios condutores (1) e (2), muito longos e paralelos, são percorridos por correntes elétricas i 1 e i, 2 respectivamente, de sentidos opostos e situados no plano horizontal. A figura abaixo mostra a secção transversal desses condutores, em que a corrente elétrica i 1 está saindo da página e a corrente elétrica i 2 está entrando na página. A melhor representação vetorial da força magnética (B) agentes sobre o fio condutor (1) é (F m ) e do campo de indução magnética

7 a) b) c) d) e) GABARITO: 1) A 2) 09 ) 10 T 4) C 5) A 6) E 7) B 8) 9) B 10) D 11) A 12) A 1) E 14) D 15) D 16) C 17) B